隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，頻譜利用率較高的調(diào)制方式得到了廣泛應(yīng)用，如PSK和QAM調(diào)制。這些調(diào)制信號(hào)的一個(gè)共同特點(diǎn)是信號(hào)功率的平均值和包絡(luò)峰值存在差異，峰均比（即峰值因子Crest Factor）較大，這要求放大器必須具有良好的線性特性，否則非線性影響，如互調(diào)失真，會(huì)導(dǎo)致頻譜再生，進(jìn)而產(chǎn)生鄰道干擾。在設(shè)計(jì)放大器，如WCDMA多載波功率放大器時(shí)，要采用線性化技術(shù)來(lái)補(bǔ)償放大器的非線性，從而提高放大器輸出信號(hào)的頻譜純度，減少鄰道干擾。與此同時(shí)，我們還必須兼顧到放大器的工作效率。

線性化技術(shù)主要分為以下幾類，如圖1所示。在放大器的設(shè)計(jì)中，一般都會(huì)將幾種線性化技術(shù)結(jié)合在一起使用，以達(dá)到最佳的線性化效果。

圖1 線性化技術(shù)分類

數(shù)字預(yù)失真是預(yù)失真技術(shù)的一種，其基本原理如圖2所示。根據(jù)放大器的非線性特性（幅度和相位失真），對(duì)輸入放大器的信號(hào)進(jìn)行相反的失真處理，兩個(gè)非線性失真功能相結(jié)合，就能夠?qū)崿F(xiàn)高度線性、無(wú)失真的系統(tǒng)。在數(shù)字基帶上進(jìn)行預(yù)失真處理就是數(shù)字預(yù)失真；在模擬電路上進(jìn)行預(yù)失真處理就是模擬預(yù)失真。

圖2 數(shù)字預(yù)失真技術(shù)基本原理

數(shù)字預(yù)失真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：工作在數(shù)字基帶上，成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，還可以通過(guò)增加采樣率和增大量化階數(shù)來(lái)抵消高階互調(diào)失真，可以使用簡(jiǎn)單高效的AB類放大器，避免前饋技術(shù)帶來(lái)的復(fù)雜性、高成本和高功耗，顯著提高放大器的線性和整體功效。使用數(shù)字預(yù)失真技術(shù)的前提是必須準(zhǔn)確測(cè)量得出放大器的非線性特性，進(jìn)而才能根據(jù)放大器的非線性特性對(duì)輸入的基帶信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真處理。

但是，由于無(wú)線通信系統(tǒng)的信號(hào)帶寬日益增加，如WCDMA四載波的帶寬已達(dá)20MHz，用傳統(tǒng)的窄帶網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方法（如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀），無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量出寬帶放大器在實(shí)際工作情況下的非線性特性。因?yàn)橛檬噶烤W(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量時(shí)輸入放大器的信號(hào)是掃頻信號(hào)，而不是實(shí)際工作中寬帶的復(fù)雜調(diào)制信號(hào)。這就對(duì)放大器的非線性測(cè)試提出了新的要求。

羅德與施瓦茨用實(shí)際信號(hào)測(cè)量放大器的方法使用數(shù)字信號(hào)源R&S SMU200A或R&S SMIQ、R&S AMIQ產(chǎn)生放大器實(shí)際工作中的信號(hào)，可以是寬帶的復(fù)雜調(diào)制信號(hào)，也可以是其他任意信號(hào)；通過(guò)高精度信號(hào)分析儀R&S FSQ或頻譜儀R&S FSU、R&S FSP對(duì)放大后信號(hào)的測(cè)量，來(lái)確定放大器的AM/AM和AM/PM特性，即確定放大器的非線性特性，并據(jù)此提供了對(duì)測(cè)試信號(hào)進(jìn)行數(shù)字預(yù)失真的功能。該測(cè)量方法通過(guò)羅德與施瓦茨公司的免費(fèi)測(cè)試軟件R&S AmpTune來(lái)控制儀器進(jìn)行測(cè)量，并處理數(shù)據(jù)，經(jīng)驗(yàn)證可以準(zhǔn)確測(cè)量用于各種通信標(biāo)準(zhǔn)的放大器的非線性特性，并獲得顯著的線性化效果，節(jié)省大量的時(shí)間和成本。

基本測(cè)試原理

放大器的非線性特性一般采用AM/AM和AM/PM表示。AM/AM指的是輸出電平隨輸入電平變化的特性，代表放大器幅度非線性；AM/PM指的是輸入和輸出的相位差隨輸入電平變化的特性，代表放大器相位非線性。應(yīng)該注意到，由于放大器存在記憶效應(yīng)，AM/AM和AM/PM只能近似表征放大器的非線性，而在輸入實(shí)際信號(hào)時(shí)測(cè)得的放大器AM/AM和AM/PM特性能更準(zhǔn)確地反映放大器的包括記憶效應(yīng)導(dǎo)致的非線性在內(nèi)的總體非線性特性。本測(cè)試方法的關(guān)鍵就在于準(zhǔn)確測(cè)量放大器在輸入實(shí)際工作信號(hào)時(shí)的AM/AM和AM/PM特性，并據(jù)此來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字預(yù)失真功能。

硬件連接

該測(cè)試方案的硬件連接比較簡(jiǎn)單，以下用數(shù)字信號(hào)源R&S SMU200A和信號(hào)分析儀R&S FSQ作為測(cè)試儀器，測(cè)試架構(gòu)與連線如圖3所示。數(shù)字信號(hào)源R&S SMU200A用于產(chǎn)生任意波形。針對(duì)用于不同通信標(biāo)準(zhǔn)的被測(cè)放大器，如WCDMA、CDMA200０、WLAN等，可以使用相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的任意波形（由免費(fèi)軟件R&S WinIQSim編輯標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)）來(lái)測(cè)試，也可以產(chǎn)生帶限的噪聲或傳統(tǒng)的雙音信號(hào)來(lái)進(jìn)行測(cè)試。信號(hào)分析儀R&S FSQ用于分析經(jīng)放大器放大后的信號(hào)。在安裝了GPIB接口卡的PC上運(yùn)行測(cè)試軟件R&S AmpTune，來(lái)控制測(cè)試儀器并處理數(shù)據(jù)。